Mond_Lager

Moon Camp Pioneers-Galerie 2019-2020

In Moon Camp Pioneers hat jedes Team die Aufgabe, mit Fusion 360 ein komplettes Mondlager in 3D zu entwerfen. Sie müssen auch erklären, wie sie die lokalen Ressourcen nutzen, die Astronauten vor den Gefahren des Weltraums schützen und die Wohn- und Arbeitseinrichtungen beschreiben.

Mannschaft: Cyber_Hogs

Palatul Copiilor Cluj  Cluj-Napoca    Rumänien 15 bis 16 Jahre alt

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

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Beschreiben Sie Ihr Moon Camp-Projekt.

Die von uns entworfene Basis ist eine dreistöckige Struktur, mit einem unabhängigen aufblasbaren Modul auf jeder Ebene. Alle Module sind mit einem Aufzug/Treppenschacht verbunden. Der Radius der Module sollte an die örtliche Topographie angepasst werden, wahrscheinlich etwa 5-6 Meter mit einer maximalen Höhe von 3,5-3,7 Metern. Alle drei Module werden separat unter Druck gesetzt.
Auf der vertikalen Achse sollten 8 bis 10 Meter unter der Erde gemessen werden. Die Kuppelstruktur an der Oberfläche (nicht das aufblasbare Modul) wird die Form einer Halbkugel haben. Die tatsächliche Größe sollte nach dem ursprünglichen Scannen des Geländes festgelegt werden, wahrscheinlich nicht mehr als 7 Meter Durchmesser, ohne die halbzylindrischen Erweiterungen zur Abdeckung der Luftschleusen.
Die ganze Idee, Lavaröhren zu verwenden, basiert auf der Möglichkeit, die Struktur innerhalb des unterirdischen potenziellen Tunnelnetzes zu erweitern. Im Laufe der Zeit könnte von diesen Eingangspunkten eine kontinuierliche Kette aufblasbarer Module ausgehen.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir sind der Ansicht, dass der beste Standort für eine permanente Mondbasis der Krater Philolaus ist, der sich bei 72,1 N; 32,4 W befindet. Die PC-Daten sind kopernikanischen Alters, und die Einschlagschmelzablagerungen in seinem zentral-östlichen Teil gehören zu den jüngsten Lavaströmen, die auf dem Mond entdeckt wurden, was bedeutet, dass der Zugangsschacht zu den Lavaröhren stabil genug sein könnte. Die Beobachtungen ergaben die Existenz relativ kreisförmiger Schächte, die als Oberlichter der Lavaröhren oder als Nachströmungsmerkmale interpretiert werden. Wir konnten keine näheren Schächte zum Pol finden. Es könnte sich dabei um den Zugang zu unterirdischen Hohlräumen und möglicherweise um ausgedehnte Netzwerke größerer unterirdischer Hohlräume handeln, die von den Umweltbedingungen auf der Mondoberfläche isoliert sind. Auf dem Boden des Kraters Philolaus wurden in der Nähe der Lavaröhrenschächte eine Reihe von relativ horizontalen und glatten Flächen identifiziert, die sich als Landeplätze eignen. Eine Kommunikation mit der Erde ist möglich, da diese von den meisten Stellen des Kraters Philolaus direkt sichtbar ist.

Wie wollen Sie Ihr Mondlager bauen? Beschreiben Sie die Techniken und Materialien, die Sie verwenden würden.

Wir werden eine zweistufige Mission durchführen.
Die erste Stufe wird ein Roboter sein, der aus mehreren autonomen Einheiten besteht, die sich miteinander verbinden können, um den Schacht zu verstärken und die äußere Kuppel zu bauen. Als Material wird Mondregolith verwendet, das durch Erhitzung mit Mikrowellen oder Lasern gesintert wird. Die Drucktechnik soll die gleiche sein wie bei alten Töpferwaren, eine aufsteigende Spirale, bei der die obere Schicht über die untere gelegt wird. Im Inneren des Schachts wird es eine dreistöckige Struktur geben. Für die Etagen haben wir uns für ein teilelastisches Kabelsystem entschieden, das wie ein Spinnennetz an der Schachtwand verankert ist. Die Besatzung wird die Hauptmodule aufblasen und die Verbindungssysteme zusammensetzen müssen.
Aufblasbaren Modulen fehlt es an Steifigkeit. Um dieses Problem zu lösen, haben wir ein integriertes Design vorgeschlagen, das von Insektenflügeln inspiriert ist. Es wird eine zusätzliche Schicht aus Mikroröhren geben, die mit Kunstharz gefüllt sind und die gesamte Struktur versteifen können.

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Seit Luna 24 wurde eine Vielzahl von Extraktionssystemen entwickelt, die jedoch alle auf demselben Grundprinzip beruhen: Erhitzen des Materials, um Wasser als Gas freizusetzen, und Auffangen des Gases.
Wir beabsichtigen, etwas zu verwenden, das auf dem neuen, von Airbus entwickelten Advanced Closed Loop System der ESA basiert. Ähnliche Systeme wurden von der NASA entwickelt. Das durch Stoffwechselprozesse erzeugte CO2 wird aus der Atmosphäre der Module entfernt und in einem Sabatier-Methanisierungsreaktor mit H2 umgesetzt, um Methan und Wasser zu erzeugen. Ein hocheffizienter geschlossener Kreislauf wird dazu führen, dass das O2 nahezu vollständig entfernt wird, was die erforderliche Wasserzufuhr erheblich reduzieren würde.

Der Raum für das Aquaponic-System-Modul hat einen Radius von 6 Metern. In der Mitte sollte der Fisch- und Garnelentank und die Widerstandsstruktur für die Wachstumsschalen auf 8-10 Ebenen sein. Die Schalen sollten in der Lage sein, sich unabhängig um das Zentrum zu drehen.
Um die Aquaponik herum werden Braunalgen und Hefe wachsen. Die Algen-/Hefetanks werden sich auf einer kreisförmigen Schiene drehen. Wir beabsichtigen, Alginatextrakt als Biotintenbasis für den Druck von Lebensmitteln zu verwenden.
Unser Entwurf bietet 500 m² Aufwuchsfläche, was theoretisch ausreicht, um genug für vier Mitglieder zu produzieren. Wir haben etwas tierisches Eiweiß aus dem Fisch-/Garnelentank berücksichtigt.

Kilopower sind Spaltreaktoren, die Uran 235 zum Antrieb von Stirlingmotoren zur Stromerzeugung verwenden. Jede Einheit sollte 1 bis 10 KWe erzeugen. Die Lebenserwartung beträgt 12 bis 15 Jahre.
Der erste Test wurde 2017 durchgeführt (KRUSTY), der weniger als 2 Meter hoch war. Der Test war erfolgreich.
Thermoelektrische Generatoren (Seebeck-Generatoren) sind für die Außenkuppel vorgesehen. Auf der Erde, wo die Temperaturschwankungen gering sind, ist der Wirkungsgrad geringer, aber auf der Mondoberfläche sollte es funktionieren, Solarenergie wird auf der zweiten Stufe verwendet werden, durch Energiezellen auf dem Boden von einem Rover ähnlich Lunar Vacuum Deposition Paver gedruckt.

Um Kohlendioxid/Wasser in Sauerstoff und Glukose umzuwandeln, haben wir uns für einen Generator auf Chlorella-Basis entschieden. Die Idee war, eine kompakte Einheit zu entwickeln, die eine Person in einer geschlossenen Umgebung versorgen kann. Im Genom der Mikroorganismen gibt es keine vorgegebene Anzahl von Replikationen, so dass eine angemessene Reproduktionsrate aufrechterhalten werden kann. Die Lebensdauer sollte nur durch technologische Komponenten begrenzt werden.
Unser Entwurf basiert auf den Ergebnissen, die im Journal of Siberian Federal University veröffentlicht wurden. Biology 1 (2008) 19-39 veröffentlicht wurden. Darin heißt es, dass ein Volumen von 17 Litern Chlorella-Kultur auf 8 m² für 70 kg Körpergewicht ausreicht.

Wie wollt ihr euer Mondlager bauen? Welche Materialien würden Sie verwenden?

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Die Umgebung auf dem Mond ist für die Astronauten sehr gefährlich. Erklären Sie, wie Ihr Moon Camp sie schützen wird.

Der Schutz besteht aus drei Komponenten: Wärme-, Strahlungs- und Meteoritenschutz.
In Anbetracht der vorhergesagten Temperaturen (Tag/Nacht; Sonne/Schatten; innen/außen) und einer Reihe von exothermen Prozessen im Inneren der Basis sollte es ein flexibles Wärmeaustauschsystem geben, um die Temperatur zu regulieren.
Die erste Schutzschicht gegen die Strahlung wird die Mondoberfläche selbst sein, da der größte Teil der Basis unter der Erde liegen wird.
Die Außenkuppel sollte mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen werden, die wahrscheinlich aus einem wasserstoffreichen Material besteht. Wir halten Polyethylen für die beste Option.
Für Langzeitmissionen sollte ein aktives Schutzsystem vorhanden sein. Die beste verfügbare Lösung ist eine doppelschichtige Abschirmung, ein positives elektrostatisches Feld auf der Außenseite, um positive Partikel abzustoßen, und ein negatives Magnetfeld im Inneren.
Es gibt keine perfekte Lösung für den Schutz vor Meteoriten, aber die Basis ist hauptsächlich unterirdisch, die äußere Kuppel könnte mit Regolith bedeckt werden.

Beschreiben Sie einen Tag auf dem Mond für Ihre Moon Camp Astronautencrew.

Unsere Crew besteht aus einem Arzt/Psychologen, einem Geologen, einem Bau-/Bergbauingenieur, einem Biologen/Agrarwissenschaftler, einem Informatiker und einem Astrophysiker.
Der medizinische Zustand der Besatzung ist gut, es wurden keine Probleme gemeldet. Nach dem Frühstück, das im mittleren Modul eingenommen wurde, werden die gesammelten wissenschaftlichen Daten zur Erde übertragen. Die Besatzung empfängt einige persönliche Nachrichten.
Der Biologe verlässt das Zentralmodul, um in sein Labor hinabzusteigen, das mit dem Gewächshaus verbunden ist. Seine Studie über die Keimung von Pflanzen unter Mondbedingungen ist für die Expansion der Basisbevölkerung von entscheidender Bedeutung.
Die Lavaröhren sind ein idealer Ort, um eine echte Kolonie auf dem Mond zu errichten, aber der Schlüsselfaktor ist die Nahrungs- und Energieautonomie.
Der Astrophysiker ist nicht so glücklich, denn sein gigantisches Radioteleskop, das sich im Krater befindet, funktioniert immer noch nicht richtig, so dass er den Tag damit verbringen muss, alte Daten zu überprüfen, um die Probleme zu finden und zu beheben. Im Inneren des unteren Moduls gibt es viel zu tun, nämlich an der Aquaponikanlage. Gestern wurden 20 Schalen isoliert, und jetzt müssen ihre Innenflächen gereinigt und desinfiziert werden, damit sie wieder in den Nahrungskreislauf eingesetzt werden können.Der Informatiker war noch beim Essen, als auf seiner Konsole ein Alarm aufleuchtete: eine weitere Bergbaueinheit hatte ihren Dienst eingestellt. Bei diesen autonomen Einheiten handelte es sich um die alten Maschinen, mit denen die Innenbeschichtung des Schachts und die Außenkuppel gedruckt wurden. Es ist ein Wunder, dass sie noch funktionieren. Der Multifunktionsroboter muss zur Reparatur zurückgebracht werden, und das bedeutet einen Gang nach draußen. Normalerweise wird der Geologe an die Oberfläche geschickt, aber dieses Mal schlägt der Arzt/Psychologe der Besatzung vor, den Informatiker den Spaziergang machen zu lassen. Der Informatiker macht seine Arbeit, indem er sich einen Überblick über das körperliche Wohlbefinden der Besatzung verschafft. Der Geologe verfügt über genügend Daten aus der Analyse des Regoliths. Diese Daten werden an irdische Labors geschickt, um die vergangene Sonnenaktivität zu analysieren und sie vielleicht mit historischen Klimaveränderungen in Verbindung zu bringen. Sein Traum, die Energiekrise auf der Erde zu lösen, indem er Helium 3 auf der Mondoberfläche abbaut, wie es das "Artemis-Projekt" vorsah, ist noch nicht realisierbar. Der Bergbauingenieur bereitet sich auf eine weitere Prospektion in den Lavaröhren vor, er hat ein großes Eisvorkommen in einer natürlichen Kuppel unter der Oberfläche gefunden und führt jetzt Integritätssimulationen durch.



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